Lipoバッテリーの安全な放電電圧について話す

前書き

一般にLiPo電池と呼ばれるリチウムポリマー電池は、新しいタイプの電池技術であり、現在多くの電子機器で使用されています。それらは、長い実行時間と高出力で人気があります。リチウムポリマー電池には多くの利点がありますが、購入する際には、これらの電池の利点と欠点を考慮する必要があります。 LiPoバッテリーは、使用説明書に従い、バッテリーを本来あるべき状態に保つ場合にのみ安全に使用できます。

LiPoバッテリーには、明らかにリチウム、アルカリ金属という1つの重要なコンポーネントが含まれています。リチウムは水と反応して燃焼します。また、加熱すると酸素と反応して燃焼します。これらのバッテリーは、エネルギー密度が高く、放電率が高く、軽量であるため、RCアプリケーションに最適です。 LiPoバッテリーについて学ぶことはたくさんありますが、この記事では、主にLiPoバッテリーの安全な放電電圧に焦点を当てます。

LiPoバッテリーの最低安全電圧はどれくらいですか？

LiPoバッテリーの公称電圧は、セルあたり3.7ボルトです。したがって、バッテリーパックを構成するために使用できるセルの数が少なくなります。公称電圧は通常、デフォルトのバッテリーパックの静止電圧と呼ばれます。これはセルの全電圧ではありませんが、すべてのバッテリーの化学的性質によって異なるため、バッテリーの説明と比較に使用される業界標準です。

最小の電気RCモデルには、1つのセルのみを含むLiPoバッテリーパックが必要です。他のモデルでは、より高い電圧を提供するために、少なくとも2つ以上のセルを直列に配置する必要があります。より大きなRCモデルの場合、バッテリーパックのセル数は6セルに達する可能性があり、より大きな高電圧アプリケーションの場合はさらに多くなる可能性があります。

バッテリーの電圧が7.4Vの場合、これは2つのセルが直列に接続されていることを意味し、電圧が加算されることを意味します。また、2つのセルが直列に接続されていることを意味する2Sバッテリーパックについて話している人に出くわすこともあります。

さらに、LiPoバッテリーの初期には、2S2Pと呼ばれるバッテリーパックを見たことがあるかもしれません。これは、バッテリーパックに4つのセルがあり、2つのセルが直列に配線され、他の2つのセルが最初の2つのセルに並列に配線されていることを意味します。つまり、容量が合計されます。現代の技術では、個々の細胞がほんの数年前よりもはるかに多くのエネルギーを保持できるため、この用語は今日では一般的ではありません。

放電率は、すべてのバッテリー定格の中で最も過大評価され、誤解されている単一のものです。放電率とは、バッテリーを健康に保ちながら安全に放電できる速度のことです。たとえば、放電定格が10Cのバッテリーは、パックの容量の10倍の速度で簡単かつ安全に放電できることを意味し、15Cパックは15倍の速度を意味します。

C定格が高いほど、バッテリーはより高価になり、少しでも重くなります。

LiPoバッテリーは3.0ボルト未満で放電しないでください。 LiPoセルは急速に加熱され、過放電すると不可逆的に損傷する可能性があります。ほとんどのメーカーは、速度制御に低電圧カットオフ（LVC）を設定しています。 LVCはバッテリーの電圧を検出し、電圧をバッテリー内のセルの数で除算します。ほとんどのLVCは、セルあたり約3.2でカットオフします。たとえば、2つのセルを備えたバッテリーの場合、6.4Vになります。ただし、バッテリーのバランスが取れていない場合、電圧がカットオフしきい値を超えていても、セルが3.0Vの危険ゾーンを下回っている可能性があります。おそらく、一方のセルが3.9Vで、もう一方のセルが2.8Vである可能性があり、合計6.7Vになります。これは、カットオフが機能しないことを意味します。したがって、バッテリーは電子デバイスに電力を供給し続け、バッテリーをさらに劣化させます。

LiPoバッテリーの放電率はどういう意味ですか？

LiPoバッテリーの放電率については、上記の記事のどこかで説明しました。放電率は、バッテリーの健全性を維持しながら、バッテリーを安全に放電できる速度です。現在市場に出回っているほとんどすべてのリチウムポリマー電池には、C定格が付いています。このCは容量を表します。 C定格は、バッテリーパックの最大、安全、連続放電率とも呼ばれ、常にメーカーによって指定されています。バッテリーパックのラベルに20Cが印刷されている場合は、バッテリーパックの容量の20倍の容量を放電できることを意味します。容量はmAhで測定され、容量は2200mAhであるため、2.2A x 20 = 44Aの連続放電が一般的です。

連続放電率に加えて、LiPoバッテリーはバースト放電率も表示します。これは実際には連続放電率の2倍であり、通常はバッテリーが2倍の電流を許容できることを意味しますが、一度に数秒間です。言い換えると、バーストC定格は、拡張電力の短いバーストに対するバッテリー放電率を示します。たとえば、25C連続/ 50Cバーストの放電率のようなものが表示される場合があります。

C定格が高いほど、LiPoバッテリーは高価になります。お金が問題ではない場合は、最大のC定格のバッテリーを選ぶことができます。ただし、Cレーティングは検証できないため、多少意味がありません。さらに、バッテリーパックが古くなると、内部抵抗が増加し、これによりC定格が低下し、バッテリーが暖かくなります。

LiPoバッテリーをどこまで放電する必要がありますか？

LiPoバッテリーは決して過放電してはいけません。過放電とは、3.0V未満でバッテリーを消耗することを意味します。これは、負荷がかかった状態で過放電すると、セルが熱くなり、不可逆的に損傷するためです。バッテリーの使用方法によって、バッテリーから得られるサイクル数が決まります。言い換えれば、充電と放電を含め、バッテリーが最大にプッシュされることが少なければ少ないほど、より多くのサイクルが提供されます。

バッテリーに優しい方法の1つは、過放電を防ぐことです。バッテリー電圧がセルあたり3.5ボルトを下回らないようにすることをお勧めします。最新の電子速度制御（ESC）には、LVC（低電圧カットオフ）があります。これは、LiPoバッテリーの過放電を防ぐのに役立つ安全機能です。 LVCは、バッテリー電圧が問題点に近づくと警告を発します。 LVCは、モーターをシャットダウンしたり、バッテリーの使用を停止する時期であることを示すインジケーターを表示したりする場合があります。

発生する可能性のある最も一般的なエラーは、バッテリーをESCに接続したままにすることです。モーターを操作していない場合でも、ESCは電流を引き込み、チェックを外すとバッテリーを完全に消耗します。ただし、LiPoバッテリーは自己放電特性が優れているため、使用しないときは長期間充電を維持できます。寿命を最大限に延ばすには、バッテリーを保管する前に、セルあたり最大3.8Vまで充電する必要があります。

結論

LiPoバッテリーは強力なバッテリーであるため、RCモーターに電力を供給するために一般的に使用されています。与えられたルールに従っている場合にのみ安全に使用できます。過放電を防ぎ、バッテリーに優しくすることで、バッテリーのサイクル数を増やすことができます。